综合勘探法在煤矿地质勘探中的应用

报告有较大的出入。随着巷道逐渐延伸，给巷道的施工及首采面的布置造成了较大的困难。虽然全井田范围内地质勘探程度已经达到设计要求，但在一采区由于煤层接近露头地质条件复杂，加之对该采区岩层赋存特征、风氧化带范围控制程度较低，以及煤层缺失范围不明等因素影响，勘探及试采中所揭露的矿井地质情况与原勘探报告有出入，因此，对三聚盛煤业公司一采区实施地质补勘，进一步查明煤层及顶底板赋存特征及煤层风氧化带范围是非常必要的。这一工作对于进一步完善首采面的布置、保证矿井安全建设、按期完成矿井验收具有重要价值。三聚盛煤业公司设计开拓煤层为9#煤，水文类型中等，地质条件简单。一采区位于井田南部，上覆下伏无可采煤层，低于奥灰水位。在井田南部（一采区南部）9#煤出露，形成风氧化带。地质报告论述煤层平均厚度11 m，9#煤顶板为L3灰岩，地层产状大致为一个次一级宽缓的褶曲，而巷道施工揭露煤層顶板为泥岩、桃花泥岩互层，地层起伏、煤层厚薄有明显变化。

二、综合水文地质勘探的重要性及工作内容

水文地质勘探其实质是为了明确水文地质条件，查找到水层分布和位置概况，以此来判定煤矿区地下水条件。其工作内容主要包括：（1）水文地质测绘。收集和观察地质环境，布置观测点和观测线展开实地调查，查明地下水的分布、形成，精确掌握地质条件；（2）地球物理勘探。确定含水层的位置，划分咸水体与淡水体的界限；（3）水文地质钻探。查明地下水存在的条件；（4）水文地质试验。获取水文地质条件的各种参数；（5）地下水动态观测。掌握地下水的水位、水质、水温等相关条件，在此基础上对地下水资源进行评价；（6）实验室分析。对水质进行分析；（7）编制水文地质报告和图件。报告正确的水文地质条件，对于开采情况和条件进行分析。

三、综合勘探法在煤矿地质勘探中的应用

（一）应用要点

施工过程中，BK2号钻孔累计施工96.7 m，穿过本溪组进入奥灰2.5 m停止，未探测到煤层，经矿方与施工方研究决定，在BK1与BK2之间补打了BK5钻孔，进一步探明、验证，推断BK2无煤区的范围。

作为煤矿开采的基本前提，煤矿综合水文地质勘探不仅为开采工作提供基本的地质水文数据信息，为设计人员提供一些防治性预案，并且在保障开采质量和安全性、效率方面都具有不可替代的作用。常见的煤矿勘探技术主要包括：（1）地球物理方法。利用直流电负率的导电方式进行探测；（2）瞬变电磁方法。利用一种新型电磁波进行；（3）地质雷达方法。地质雷达是科技不断发展中所研究出来的新兴产物，如今已被应用到煤矿地质和工程探测的工作中，以此探测地质构造。此外还有重磁勘探法、三维地震勘探法、高密度电率法等。

（二）钻孔数据分析

本此补勘共施工了5个钻孔，编号依次为ZK1、ZK2、ZK3、ZK4、ZK5，钻探总长度802.59m，物探测井总长度823.6m，补勘工作量如表1所示。

根据表1可知，设计总钻探长度710m，实际钻探总长度为823.6m，上述5个钻孔中，有4个采取到了5#煤层的煤样，对ZK3号钻孔进行分析后发现，5#煤层上部的2#、4#煤层都已经被剥蚀，赋煤区分布于一采区大部，东部、南部局部有剥蚀无煤区。确定风氧化区域。补勘前风氧化带预测分布如图1所示。

一采区5#煤层煤层厚度3.2m～7.5m，平均厚度4.8m，根据ZK1钻孔显示，煤层东南部-南部方向煤层比较厚，厚度向四周逐渐变薄，5#煤层工作面顶板主要为L3灰岩和粉砂岩，底板为泥岩或碳质泥岩。根据探测结果，确定在海石湾煤矿一采区范围内存在4个次一级宽褶曲，地质构造类型简单。对采掘工程平面度进行修改，修改后的等高线如图2所示。

（三）井下多用途探巷施工与钻探

（1）首采面开采前，在煤层中来掘运输巷，布置采区边界巷道，勘查煤层地质构造，为后续的工作面接替做准备。（2）提前挖掘工作面排水巷，在掘进相邻综采面顺槽过程中，沿煤层布置大巷和无岩石集中巷。提前施工完成的工作面排水巷，可顺利排出回采工作面出现的涌水。（3）对已掘成的巷道，利用井下布置的钻孔对可能影响工作面回采的大断层进行探测，对2煤层底板和顶板上覆岩层进行结构探测。

（四）工作面音频电透

工作面音频电透视法利用直流电法对地下岩层进行探测，并根据不同岩性间存在的导电性差别进行区别，使用专业仪器对这些导电性差别的分布规律监测判断。该方法适用于顺槽掘进，在一条顺槽内布置发射点，在另外的顺槽内对应处布置接收装置，发射点和接收点点距一般为50m和10m，由此形成扇形扫描区。与每个顺槽发射点相对应的另一顺槽接收装置有15～20个点会受到观测，由此保证监测范围内所有单元被收发信号覆盖，最后根据汇集的数据信息资料进行汇总、计算分析、绘图和判定地质水文异常区域，并根据不同岩层间的导电性变化差别判断出水位置。

（五）水文地质试验

水文地质试验，是有效判断水量、水质的方法。室内化验水样可有效分析所送样水的成分，从而确定水的来源，具体是哪个含水层的水。野外试验主要可判断岩溶水的各种参数，进而为煤矿开采提供有效数据。野外试验常用的方法有抽水试验和压水试验。在水文钻探施工时，利用清水钻进，要进行洗井，保证水文地质参数的准确性。在区域水较丰富时，一般进行抽水试验，如果区域水较少则进行压水试验，抽水试验和压水试验均是通过套管对试验段进行隔离，之后通过抽水或压水，使孔壁周围裂隙向岩体渗透，最后水量趋于稳定值后，根据压力水头、试验长度和稳定渗水量，判定岩体透水性。

（六）三维地震勘探结果分析

此次三维地震勘探覆盖面积11.7km²，勘探面积11.2km²，发射三维射束10束，微震探测井口3次，完成物理点总数6682个，线上物理点6633个，按照40m×80m间距对T5波和T8波的断点做出评价，发现A级断点一共768个，所占比例约52.7%，B级断点共335个，约占23%，C级共354个，约占24.3%。经过这次详查，重新发现了51断层，落差在20m以上的断层共16条，孤立断点落差大于20m的共有8条，落差在30m～50m之间的断层有2条，落差大于50m的断层有1条，其余断层落差均在10m以下。

四、结语

综上所述，由于煤矿水文地质的特殊性，煤矿开采危险性大、技术性难，很容易导致矿井水害。地质勘探资料的准确性决定矿井生产规划是否合理，采用钻探和三维地震的方法对煤矿进行地质补充勘探，为矿井进一步的发展规划提供了重要的基础。